绿色化工技术

本发明公开了一种用于UV‑LED固化端乙烯基水性阻燃聚酯及其合成方法。其合成方法为：将多元酸、多元醇、功能性阻燃型多羟基化合物及功能性多双键羟基化植物油加入到反应釜内，加入有机溶剂作为带水剂，在氮气保护下，升温至180~210 oC，回流反应至酸值低于10 mgKOH/g，减压抽出有机溶剂；降温至120~150 oC，加入顺丁烯二酸酐进行反应；维持体系温度不变，加入计量的含有羟基结构的乙烯基功能单体和阻聚剂，反应3~5 h，得到含有亲水基团和乙烯基团的加成物；降温至40~60 oC，加入中和剂，得到含有乙烯基团的羧酸盐型聚酯；加入去离子水乳化，分散，得到UV‑LED固化端乙烯基水性聚酯。本发明所得乙烯基水性聚酯具有优异的耐介质性、涂膜硬度和柔韧性，非常适用于UV‑LED固化水性涂料。

聚酯树脂体系因其具有优异的光泽度、丰满度、耐冲击性、柔韧性、耐候性及附着力等，而被广泛应用于涂料领域。然而，目前聚酯仍以溶剂型为主。随着人们环保意识的提高，环保法规对涂料中有机挥发物(VOC)含量的限制越来越严，低VOC甚至零VOC的涂料产品日益受到市场青睐。另一方面，聚酯树脂属于极易燃烧类型，随着安全要求的日益提高，无卤阻燃型聚酯树脂显得尤为迫切。因此，开发水性化的阻燃聚酯涂料显得尤为迫切。

聚酯树脂的水性化通过在树脂结构中引入含羧基或者磺酸基的亲水基团，加入有机胺或无机碱等中和成盐，达到水性化的目的。中国专利CN104193973 A公开了一种端羟基水性聚酯树脂及其制备方法。通过端羟基的引入，使水性聚酯树脂分子链结构趋于稳定，提高了分子链中各个基团化学键的键能。但羟基的引入，不可避免造成分子间氢键作用，导致树脂体系粘度过大，不适用工业化生产。中国专利CN10726668 A公开了一种耐水解性聚酯及其制备方法。通过二羟甲基丙烷酸代替传统的偏苯三酸酐亲水单元，获得水性聚酯树脂。虽然在一定程度上改善了偏苯三酸酐作为亲水单元的耐水解性能，然而并未从本质上解决多酯键和羧酸型树脂的耐水解性差的缺陷。中国专利CN106700050 A公开了一种用于制备亲水性聚酯的组合物、亲水性聚酯及其制备方法。通过在分子结构中引入磺酸性的多元羧酸，制备高度亲水甚至水溶性的聚酯树脂。虽然解决了聚酯树脂的水性化，然而，由于磺酸盐的引入，导致其稳定性显著下降。因此，需要开发综合性能优异的水性聚酯涂料满足环保规定和市场需求。

本发明的用于UV‑LED固化端乙烯基水性阻燃聚酯与现有技术相比，具有如下有点和有益效果：

1)采用功能性多双键羟基化植物油等天然原料改性水性聚酯，工艺简单、安全环保、成本低廉；长链烷基链的引入可有效减弱水性聚酯结构间的氢键作用，降低树脂体系的粘度。

2)本发明通过在树脂主链结构中的双链，利用Diels‑Alder反应，接枝端乙烯基及亲水基团，接枝率高，且无需重金属催化。

3)本发明的端乙烯基水性阻燃聚酯，综合含磷系化合物和多羟基化植物油的性能，使涂膜兼具优异的阻燃性能和丰满度。

4)本发明的端乙烯基水性阻燃聚酯，通过UV‑LED固化成膜，提高了涂膜的耐介质性能、柔韧性和涂膜硬度；同时节能、适宜大规模施工。